תוֹכֶן
כשמדובר בכימיה, קשה לדמיין דימוי מוכר יותר מאשר גרעין צפוף של פרוטונים ונויטרונים המוקפים באלקטרונים במסלוליהם. אם אתה צריך להשוות אנרגיות יינון לאלמנטים שונים, הבנה זו של מבנה האטום היא נקודת פתיחה נהדרת.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
כמות האנרגיה הדרושה לאיבוד אלקטרון אחד משומה של אטומי שלב גז נקראת אנרגיה מייננת. כשמסתכלים על טבלה מחזורית, אנרגיית היינון יורדת בדרך כלל מהקודקוד לתחתית התרשים ועולה משמאל לימין התרשים.
מהי אנרגיית יינון?
עבור כל אטום, אנרגיית היינון (המכונה לעיתים פוטנציאל יינון) היא כמות האנרגיה הדרושה בכדי להפיל אלקטרון אחד משומה של אטומי שלב גז. הוצאת אלקטרון אחד מאטום ניטרלי משאירה לך יון טעון חיובי של היסוד, הנקרא קטיון, בתוספת האלקטרון האבוד.
אלמנטים רבים יכולים לאבד יותר מאלקטרון אחד, ולכן היווצרות של קטיון 1+ היא למעשה אנרגיית יינון ראשונה ואילו הפסדי האלקטרונים הבאים מהווים קטיון 2+ או קטיון 3+ (או יותר) והם אנרגיית יינון שנייה ואנרגיית יינון שלישית בהתאמה.
אנרגיית היינון הראשונה מסלקת את האלקטרון הרופף ביותר מהאטום הנייטרלי, ומספר הפרוטונים המפעילים כוח אטרקטיבי על האלקטרונים שנותרו אינו משתנה. משמעות הדבר היא שהסרת אלקטרון שני תהיה קשה יותר ותדרוש יותר אנרגיה. לפיכך, אנרגיית היינון השנייה תמיד תהיה גדולה יותר מאנרגיית היינון הראשונה. מדענים מבטאים אנרגיית יינון בג'ולים או וולטים אלקטרוניים.
אנרגיית יינון והטבלה המחזורית
אפשר להסתכל בטבלה המחזורית ולהבחין במגמות אנרגיה של יינון. באופן כללי, אנרגיית היינון פוחתת תמיד כשעוברים מראש התרשים לתחתית התרשים וגוברת ככל שמתקדמים מהצד השמאלי של התרשים לצד הימני של התרשים. המשמעות היא שלאלמנט הליום (He), שהוא היסוד העליון בצד הימני הקיצוני של הטבלה המחזורית, יש אנרגיית יינון גבוהה בהרבה מזו של האלמנט francium (Fr), היושב בתחתית העמודה הראשונה על הצד השמאלי של הטבלה המחזורית.
הסיבות שמאחורי מגמות אלה הן פשוטות. האלמנטים בסמוך לתחתית הטבלה המחזורית הם בעלי מספר גדול יותר של אורביטלים. המשמעות היא שהאלקטרונים החיצוניים ביותר רחוקים מהגרעין ולכן קל יותר לאבד אותם, וכתוצאה מכך אנרגיה מייננת נמוכה יותר. האלקטרונים של האלמנטים בצד שמאל של הטבלה המחזורית גם הם מעט קלים יותר לאבד מאחר ואל אותם אלמנטים יש פחות פרוטונים. לדוגמא, מימן (H) בצד השמאלי הקיצוני של הטבלה המחזורית מכיל פרוטון אחד בלבד ואילו הליום (He) בצד הימני הקיצוני של הטבלה המחזורית מכיל שני פרוטונים. פרוטון שני זה מגביר את הכוח האטרקטיבי שנאחז באלקטרונים של הליום, כך שאנרגיית היינון גבוהה יותר.
השוואת אנרגיות יינון
הבנת אנרגיית היינון היא חשובה מכיוון שהיא משקפת את היכולת של היסודות להשתתף בתגובות כימיות או ליצור כמה תרכובות. אם עליכם לקבוע לאיזה אלמנט מרשימה יש את האנרגיה המיוננת הגבוהה ביותר, מצא את מיקומי האלמנטים בטבלה המחזורית. זכור שלאלמנטים בסמוך לראש הטבלה המחזורית וימינה יותר לשולחן המחזור יש אנרגיות יינון גבוהות יותר. תוכלו למצוא בקלות טבלאות תקופתיות המפרטות את אנרגיות היינון האישיות עבור כל אלמנט שיסייעו לכם במשימה זו.